網(wǎng)絡(luò)為什么延遲？網(wǎng)絡(luò)無處不在，尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。離開網(wǎng)絡(luò)是不可想象的，但人們經(jīng)常會(huì)遇到訪問速度慢、網(wǎng)頁打開時(shí)間長等問題。這就是網(wǎng)絡(luò)延遲，經(jīng)常有人問網(wǎng)絡(luò)延遲。這是什么？典型值是多少？原因是什么？為什

網(wǎng)絡(luò)為什么延遲？

網(wǎng)絡(luò)無處不在，尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。離開網(wǎng)絡(luò)是不可想象的，但人們經(jīng)常會(huì)遇到訪問速度慢、網(wǎng)頁打開時(shí)間長等問題。這就是網(wǎng)絡(luò)延遲，經(jīng)常有人問網(wǎng)絡(luò)延遲。這是什么？典型值是多少？原因是什么？為什么這么重要？為什么網(wǎng)絡(luò)之間會(huì)有差異？顯然，時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響很大，直接影響用戶的網(wǎng)絡(luò)訪問體驗(yàn)。

什么是網(wǎng)絡(luò)延遲？

從廣義上講，網(wǎng)絡(luò)延遲是指信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)所需的時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)引起的延遲范圍實(shí)際上可以保持不變，但在大多數(shù)情況下，它是可變的。如果能保證可變延遲不超過預(yù)定值，則網(wǎng)絡(luò)具有一定的可用性。延遲是一種度量。在網(wǎng)絡(luò)中，延遲衡量的是某些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的地所需的時(shí)間。往返延遲通常用于衡量信息到達(dá)目的地并再次返回所需的時(shí)間。往返延遲是一個(gè)重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槭褂肨CP/IP網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)向目的地發(fā)送有限數(shù)量的數(shù)據(jù)，然后在發(fā)送之前等待確認(rèn)返回。因此，往返延遲對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能具有關(guān)鍵影響。

網(wǎng)絡(luò)延遲是數(shù)據(jù)或請(qǐng)求從源發(fā)送到目的地所需的時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)中的延遲以毫秒為單位。延遲越接近零越好。高網(wǎng)絡(luò)延遲最常見的跡象包括：

發(fā)送數(shù)據(jù)要花很長時(shí)間，就像一封郵件，附件很大；

訪問服務(wù)器或基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序很慢；

無法加載網(wǎng)站。

延遲與帶寬和吞吐量。網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序性能取決于延遲、帶寬和吞吐量，但不要混淆這兩者，這一點(diǎn)很重要。帶寬是在任何給定時(shí)間可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

把帶寬想象成管道的寬度或?qū)挾?。更寬的管道允許推送更多的數(shù)據(jù)。另一方面，吞吐量是在給定時(shí)間段內(nèi)可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。高效的網(wǎng)絡(luò)連接包括低延遲和高帶寬。這可以實(shí)現(xiàn)最大吞吐量。帶寬只能增加有限的數(shù)量，因?yàn)檠舆t最終會(huì)導(dǎo)致瓶頸，并限制隨著時(shí)間的推移可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

典型的延遲是什么？可能遇到的典型延遲近似包括：

海事衛(wèi)星通信800ms；

4G蜂窩數(shù)據(jù)需要60ms，通常用于4G WAN和互聯(lián)網(wǎng)連接。

使用服務(wù)級(jí)別優(yōu)先級(jí)(QOS)流量時(shí)，持續(xù)20毫秒；

對(duì)于現(xiàn)代的電信級(jí)以太網(wǎng)，如移動(dòng)、聯(lián)通等運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)10ms；

高延遲可能會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，并大大降低應(yīng)用程序和用戶之間的通信速度。您可以通過在Windows或Mac上的命令提示符下傳遞網(wǎng)站的網(wǎng)址或IP地址來檢查與任何網(wǎng)站的互聯(lián)網(wǎng)連接的網(wǎng)絡(luò)延遲。

如何測(cè)量網(wǎng)絡(luò)延遲？延遲可以通過往返時(shí)間(RTT)或到達(dá)第一個(gè)字節(jié)的時(shí)間(TTFB)來衡量：

RTT定義為數(shù)據(jù)包從客戶端到達(dá)服務(wù)器并返回所需的時(shí)間。

TTFB是客戶端發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器接收第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。

延遲是指數(shù)據(jù)包從發(fā)送方傳輸?shù)浇邮辗讲⒎祷匕l(fā)送方所需的時(shí)間。高延遲會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)瓶頸，從而降低其性能；通過使用CDN和專用網(wǎng)絡(luò)主干傳輸數(shù)據(jù)，可以降低Web應(yīng)用程序的延遲。確定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延并加以改善，使網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程運(yùn)行得更快，對(duì)于提高業(yè)務(wù)效率，簡化平日工作至關(guān)重要。

為什么延遲很重要？

網(wǎng)絡(luò)流量每年以1.5倍的速度增長。隨著智能設(shè)備和云服務(wù)促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，通信失敗成為瓶頸問題。一份調(diào)查報(bào)告顯示，互聯(lián)網(wǎng)購物網(wǎng)站加載延遲一秒鐘，將導(dǎo)致客戶滿意度下降16%。幾個(gè)小時(shí)的通信故障會(huì)讓用戶斷線，嚴(yán)重影響業(yè)務(wù)和日?；顒?dòng)。為了防止這種通信故障，需要一個(gè)穩(wěn)定、防延遲和防中斷的網(wǎng)絡(luò)。

人們通常認(rèn)為高性能來自于高帶寬，但這并不是全部。

網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的帶寬指的是它承載流量的能力，單位為比特每秒；通常是每秒兆位(Mbps)。更高的帶寬意味著可以承載更多的流量。比如更多的同步對(duì)話。它并不暗示通信的速度會(huì)有多快(但如果您試圖在網(wǎng)絡(luò)上放置比可用帶寬更多的流量，您獲得的數(shù)據(jù)將被丟棄，數(shù)據(jù)包將在稍后重新傳輸，否則性能將受到影響)。另一方面，延遲是指數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)一端傳到另一端所需的時(shí)間。實(shí)際上往返時(shí)間通常是測(cè)量的，數(shù)據(jù)到達(dá)一端再返回。為什么從兩個(gè)方向計(jì)算時(shí)間很重要？TCP向發(fā)送方發(fā)回確認(rèn)位，這被證明是非常重要的。直觀上，延遲越大，連接速度越慢。但是，由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的性質(zhì)，延遲對(duì)性能的影響更加復(fù)雜和深遠(yuǎn)：延遲會(huì)影響你的網(wǎng)絡(luò)帶寬(吞吐量)。如果網(wǎng)絡(luò)有很多延遲，帶寬可能會(huì)降低，你就發(fā)不了那么多數(shù)據(jù)了。值得注意的是，雖然帶寬并不總是受到延遲的影響，可能只會(huì)持續(xù)幾秒鐘，但帶寬可能會(huì)發(fā)展成一個(gè)持續(xù)的問題。

延遲是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)涉及的任何產(chǎn)品或服務(wù)的問題。物聯(lián)網(wǎng)不僅僅是一個(gè)流行語，它正在影響越來越多的企業(yè)，它極大地改變了我們查看、接收、訪問和使用數(shù)據(jù)的方式。物聯(lián)網(wǎng)與延遲的問題在于，大量的延遲會(huì)影響設(shè)備的效率，甚至是物聯(lián)網(wǎng)中的“東西”。這可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。高延遲意味著延遲響應(yīng)。反應(yīng)遲緩會(huì)導(dǎo)致事情無法完全運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至無法運(yùn)轉(zhuǎn)。

但是，請(qǐng)記住，延遲并不是應(yīng)用程序性能下降的唯一原因。當(dāng)我們研究客戶網(wǎng)絡(luò)中性能問題的根本原因時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)只有30%是由網(wǎng)絡(luò)引起的。其余70%是由應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫或基礎(chǔ)架構(gòu)問題造成的。為了解決這些問題，通常有必要進(jìn)行應(yīng)用程序性能審計(jì)，或者可以對(duì)IT資產(chǎn)設(shè)置關(guān)鍵路徑監(jiān)控，以識(shí)別關(guān)鍵路徑問題。

網(wǎng)絡(luò)延遲的原因

網(wǎng)絡(luò)延遲的組成。網(wǎng)絡(luò)延遲是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或電信網(wǎng)絡(luò)的重要設(shè)計(jì)和性能特征。網(wǎng)絡(luò)延遲是指少量數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)或端點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)或端點(diǎn)所需的時(shí)間。通常以秒的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)來度量。根據(jù)特定通信節(jié)點(diǎn)對(duì)的位置，延遲可能略有不同。雖然用戶只關(guān)心網(wǎng)絡(luò)的總延遲，但工程師需要進(jìn)行精確的測(cè)量。因此，工程師通常會(huì)報(bào)告最大延遲和平均延遲，并將延遲分為幾個(gè)部分：

處理延遲：路由器處理包頭所需的時(shí)間；

處理延遲是交換機(jī)處理數(shù)據(jù)包報(bào)頭所需的時(shí)間。延遲取決于交換機(jī)的處理速度。

排隊(duì)延遲：數(shù)據(jù)包在路由隊(duì)列中花費(fèi)的時(shí)間；

排隊(duì)延遲是指數(shù)據(jù)包在交換機(jī)的緩沖區(qū)中等待處理的時(shí)間。延遲取決于傳入數(shù)據(jù)包的到達(dá)率、傳出鏈路的傳輸容量和網(wǎng)絡(luò)流量的性質(zhì)。

傳輸延遲：將數(shù)據(jù)包的位推送到鏈路上所需的時(shí)間；

傳輸延遲是指將數(shù)據(jù)包傳輸?shù)匠稣炬溌匪璧臅r(shí)間。延遲由數(shù)據(jù)包的大小和傳出鏈路的容量決定。如果數(shù)據(jù)包包含l位，鏈路容量為每秒b位，則傳輸延遲等于l/b。

傳播延遲：信號(hào)到達(dá)目的地的時(shí)間。

傳播延遲是指從鏈路一端到另一端所需的時(shí)間。延遲取決于發(fā)送方和接收方之間的距離(d)以及傳播速度(s)。計(jì)算公式為：D/秒

因?yàn)橥ㄟ^鏈路串行傳輸數(shù)據(jù)包需要一些時(shí)間，所以會(huì)有一定程度的最小延遲。由于網(wǎng)絡(luò)擁塞，在此基礎(chǔ)上增加了更多可變延遲級(jí)別。IP網(wǎng)絡(luò)延遲從幾毫秒到數(shù)百毫秒不等。

影響延遲的原因。延遲通常以毫秒(ms)為單位，由于網(wǎng)絡(luò)之間的通信模式，這是不可避免的。這取決于網(wǎng)絡(luò)的許多方面，如果其中任何一個(gè)方面發(fā)生變化，都可能有所不同。影響網(wǎng)絡(luò)延遲的主要因素有四個(gè)，包括：

傳輸介質(zhì)。

起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的物理路徑。媒體類型會(huì)影響延遲。例如，舊式銅纜網(wǎng)絡(luò)比現(xiàn)代光纖網(wǎng)絡(luò)的延遲更高。

傳播路徑。

兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相距越遠(yuǎn)，延遲就越大，因?yàn)檠舆t取決于兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)之間的距離。理論上，數(shù)據(jù)包在全球的往返時(shí)延是133 ms，實(shí)際上，雖然實(shí)現(xiàn)了通過網(wǎng)絡(luò)主干的直連，減少了等待時(shí)間，但是這個(gè)往返時(shí)間更長。

路由器。

路由器處理傳入數(shù)據(jù)的效率直接影響延遲。路由器到路由器的跳躍增加了延遲。

存儲(chǔ)延遲。

因?yàn)榇鎯?chǔ)網(wǎng)絡(luò)可能需要一些時(shí)間來處理和返回信息，所以訪問存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能會(huì)增加延遲。

如果延遲導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)問題，請(qǐng)首先確定延遲的來源。如果距離造成延誤，請(qǐng)想辦法縮短距離。如果確定兩點(diǎn)之間的路徑效率低下，您可以重新配置網(wǎng)絡(luò)以縮短數(shù)據(jù)包在兩點(diǎn)之間傳輸?shù)木嚯x。如果確定是繁忙的網(wǎng)絡(luò)或路由器導(dǎo)致了延遲，您可以升級(jí)路由器或增加可用帶寬。或者，您可以使用基于策略的QoS來確定最重要流量的優(yōu)先級(jí)，以減少時(shí)間敏感傳輸(如流媒體和VOIP)的延遲。

如何減少網(wǎng)絡(luò)延遲

當(dāng)考慮如何改善網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)，可以在網(wǎng)絡(luò)中的不同位置采取不同的步驟。首先，確保網(wǎng)絡(luò)上的其他人沒有耗盡帶寬或增加所有下載或流媒體的延遲。然后，檢查應(yīng)用程序性能，確保沒有應(yīng)用程序運(yùn)行異常，給網(wǎng)絡(luò)帶來壓力。細(xì)分也可以幫助減少彼此最頻繁的交流。

因?yàn)橥ㄐ抛铑l繁的端點(diǎn)可以被分組在一起。另外，請(qǐng)考慮使用流量整形和帶寬分配措施來改善網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵業(yè)務(wù)部分的時(shí)延。最后，您可以使用負(fù)載平衡器來幫助將流量分配到網(wǎng)絡(luò)的某些部分，并有能力處理一些額外的活動(dòng)。

如果您想確保網(wǎng)絡(luò)上存在延遲問題，可以嘗試斷開計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接，并重新啟動(dòng)所有硬件。確保還安裝了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)視器，以便您可以檢查網(wǎng)絡(luò)上的任何設(shè)備是否導(dǎo)致特定問題。請(qǐng)注意，即使您修復(fù)了網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)地方的瓶頸，也可能會(huì)在其他地方產(chǎn)生另一個(gè)瓶頸。如果仔細(xì)查看所有本地設(shè)備后，延遲問題仍然存在，則可能是您嘗試連接的目標(biāo)導(dǎo)致了該問題。當(dāng)試圖手動(dòng)確定問題時(shí)，在大型網(wǎng)絡(luò)中排除故障會(huì)變得復(fù)雜，通常建議使用故障排除工具和軟件來幫助完成這項(xiàng)任務(wù)。

了解用戶的體驗(yàn)總是很重要的，因?yàn)檫@將影響用戶是否返回網(wǎng)站，延遲總是會(huì)影響網(wǎng)站的性能。但是，使用適當(dāng)?shù)墓ぞ?，通過首先解決導(dǎo)致延遲的主要問題，可以減輕對(duì)用戶體驗(yàn)的影響。

以上是我的粗淺看法，歡迎指正，謝謝！